Årsagerne til lithium-udvikling af lithium-ion-batterier er et ekstremt almindeligt unormalt fænomen i litiumbatteriindustrien.

Forskellige lithium-evolutionstilstande svarer ofte til forskellige årsager. Analysering af årsagerne i henhold til lithiumudviklingstilstanden kan forbedre produktudbyttet.

Fra et generelt perspektiv er årsagerne til lithium-udvikling i lithium-ion-batterier opdelt i fem kategorier: lithium-udvikling forårsaget af utilstrækkelig negativ elektrodemargin; lithium-udvikling forårsaget af opladningsmekanisme; lithiumudvikling forårsaget af unormal lithiumindsættelsesvej; lithium-udvikling forårsaget af unormalt hovedmateriale; Lithiumaflejring på et fast sted forårsaget af særlige grunde. Det følgende er en forklaring på de specifikke årsager til lithiumudviklingen af ​​de ovennævnte fem kategorier af årsager.

1. Lithium-udvikling af lithium-ion-batterier forårsaget af utilstrækkelig negativ elektrodemargin

Når lithiumioner frigøres fra den positive elektrode under opladning, skal de have en destination. Generelt skal skæbnen indlejres i den negative elektrode, men når den negative elektrode er utilstrækkelig, og den negative elektrode kan indsætte lithiumioner mindre end de positive elektrode-afkalkede lithiumioner, kan lithiumioner kun udfældes på overfladen af ​​den negative elektrode. Utilstrækkelig overskydende negativ elektrode kan betragtes som den mest almindelige årsag til lithiumudfældning.

I henhold til placeringen af ​​utilstrækkeligt negativt elektrodeoverskud kan den opdeles i følgende tre grupper af litiumanalysebetingelser:

(1) Lithiumudvikling med utilstrækkeligt overskud af konventionel anode

Når den negative elektrode er for utilstrækkelig, er der ikke nok plads til, at lithiumionerne kan indsættes fra den positive elektrode til den negative elektrode. Derfor kan kun metallisk lithium dannes og udfældes på overfladen af ​​den negative elektrode. Da graden af ​​utilstrækkeligt overskud af den negative elektrode generelt er ensartet, og lithiumionerne ekstraheret fra den positive elektrode også ensartet kommer til den negative elektrode, er lithiumudviklingen forårsaget af den utilstrækkelige negative elektrode også et ensartet lag. Sværhedsgraden af ​​lithiumudvikling er relateret til det utilstrækkelige negative elektrodeoverskud. Graden er nært beslægtet, jo højere graden af ​​overskud og mangel, jo mere alvorlig er lithiumnedbør.

(2) Lithium-analyse på yin og yang

Når en battericelle er belagt med tung belægning på den ene side af den positive elektrode eller let belagt på den ene side af den negative elektrode, vil det få lithium på begge sider af den negative elektrode til battericellen til at deponere lithium på den anden side , som er almindeligt kendt som Yin- og Yang-siden. Grænsefladen mellem anoden og katodecellen på den lithiumudviklende side er nøjagtig den samme som den for den negative elektrode med overskydende eller utilstrækkelig lithium, mens den anden side er gylden gul (til grafitanode).

(3) Det positive elektrodehoved er coatet uden lithium

Hvis det positive elektrodehoved ikke tyndes under belægningen, kan bandagen ved den positive elektrodehovedposition være tykkere, så der vil være overdreven og utilstrækkelig svarende til det negative elektrodehoved, hvilket resulterer i en strimmel af det negative hoved. Analyser lithium.

2. Litiumudstødning af lithium-ion-batterier fremstillet forkert af opladere

Da udviklingen af ​​lithium sker under opladningsfasen, skal ændringen i opladningsmekanismen også være en af ​​grundene til udviklingen af ​​lithium. Følgende er en liste over flere tilfælde af lithiumudvikling på grund af opladningsmekanismen:

(1) Lithiumnedbør ved lav temperaturopladning

Årsagen til lithiumudfældning under opladning ved lave temperaturer er, at den negative elektrodes modstandsdygtighed over for lithium ved lave temperaturer er signifikant større end den positive elektrodes. Selvom lithiumioner kan fjernes fra den positive elektrode relativt hurtigt ved lave temperaturer, kan de ikke indsættes i den negative elektrode i tide, hvilket forårsager udfældning. lithium.

(2) Lithium-analyse ved opladning med høj hastighed

Hvis opladning ved stuetemperatur blindt øger opladningshastigheden, vil den negative elektrode også forårsage lithiumudfældning på grund af manglende evne til hurtigt at gennemføre lithiumindsættelse. Under det konventionelle kapacitetstypedesign er den maksimale opladningshastighed, som battericellen kan modstå, ca. 1C ~ 1,5C. Hvis produktet skal øge opladningsstrømmen yderligere under brug, er det nødvendigt med et specielt design af polstykket og elektrolyt. Ellers jo større opladningshastighed, jo mere alvorlig vil lithiumudviklingen være.

(3) Overopladning af lithium

Når batteriets opladningsspænding eller opladningskapacitet meget overstiger designværdien, ekstraheres mere overskydende lithiumioner fra den positive elektrode. Da den negative elektrode er designet, er der ikke plads til disse overskydende lithiumioner. Lithium er uundgåelig. Under overopladning er afinterkalationen af ​​lithiumioner fra den positive elektrode ensartet og varierer ikke med positionen af ​​polstykket, så lithiumudviklingen forårsaget af overopladning er også et ensartet lag.

3. Lithium-udvikling af lithium-ion-batterier forårsaget af unormale lithium-indsættelsesveje

Ved opladning af et lithium-ion-batteri ekstraheres lithiumioner fra den positive elektrode og indsættes derefter i den negative elektrode gennem elektrolytten. Men hvis grænsefladen mellem de positive og negative elektroder ikke er i god kontakt, vil det få lithiumioner til at udfældes på overfladen af ​​den negative elektrode. Detaljer er som følger:

(1) Membran rynker til analyse af lithium

Når separatoren er krøllet på grund af sin egen kvalitet, efter at lithiumionerne i den tilsvarende position er deinterkaleret fra den positive elektrode, kan de ikke indsættes ensartet i den negative elektrode. Som et resultat bliver den negative elektrode i den tilsvarende position enten brun med utilstrækkelig lithium-interkalation, eller den bliver Stripe-lignende lithium med samme retning af krympning.

(2) Deformation af battericellen til analyse af lithium

Når tykkelsen på battericellen er stor, er den let at deformere. Når deformationen er alvorlig, kan polstykket, der svarer til den deformerede position af battericellen, være i dårlig kontakt, hvilket resulterer i det stribeformede lithiumindsættelsesfattige område i figuren ovenfor, hvilket lejlighedsvis ledsages af analyse. lithium.

(3) Konventionel dannelse og ingen varm og kold presning af lithium før dannelse

Hvis cellens tykkelse er relativt stor, selvom den konventionelle dannelse udføres uden varm og kold presning efter væskeinjektion, vil grænsefladen ikke være for problematisk. For nogle tynde celler med en tykkelse på mindre end 3 mm, hvis der ikke er nogen fastspænding under dannelsen, og varm og kold presning eller fastgørelse af bagning glemmes inden dannelsen, vil grænsefladen være mere elendig.

Da kontakten mellem tynde batterier er vanskelig at lukke ved grænsefladen, og hvis der ikke påføres noget tryk på overfladen før og under dannelsen, kan formationsgassen ikke udledes fuldstændigt, og grænsefladekontakten påvirkes, hvilket resulterer i utilstrækkelig punktlignende lithium indsættelse og punktlignende lithiumudfældning.

4) Armaturet formes til lithium uden tryk

Da armaturdannelsen ofte ledsages af høj SOC med høj strøm og høj opladning, er gasproduktionshastigheden under dannelsen hurtigere, og batterigrænsefladen efter dannelsen vil have tydelig gylden gul, og positionen svarende til den utilstrækkelige lithiumindsættelse vil se mere indlysende ud. Uanset om det er en tynd celle, der ikke er varm eller koldpresset før dannelsen, eller en celle, der skulle have været dannet af armaturet, men ikke under tryk, så længe problemet findes før afgasning, så aflades den lille strøm med armaturet og dannelse kan udføres igen. Interfacet er blevet forbedret betydeligt.

(5) Resumé af lithiumanalyse:

Når lithium-indsættelsesvejen er unormal, er den mest åbenlyse interface-abnormitet i battericellen det brune utilstrækkelige lithium-indsættelsesområde efterfulgt af den lille lithiumudvikling i den tilsvarende position. På grund af de forskellige dannelsesprocesser og materialer kan fænomenet lithiumudfældning forårsaget af dårlig kontaktflade under dannelsen være forskelligt fra ovenstående illustration.

4. Lithium-udvikling af lithium-ion-batteri forårsaget af unormalt hovedmateriale

Under opladningsprocessen er destinationen for lithiumioner at trænge ind i SEI-filmen og til sidst blive indlejret i den negative elektrode. Hvis der er et problem med SEI-filmen eller den negative elektrode, der forårsager, at lithiumionerne ikke kan indsættes normalt, kan resultatet kun være lithiumudvikling.

(1) Lithium knuses af den negative elektrode

Når komprimeringen af ​​det negative elektrodeark overstiger dets grænse, vil lithiumioner blive aflejret på overfladen af ​​den negative elektrode, når den negative elektrodestruktur knuses, eller der ikke er plads nok til indsættelse. Lithiumudviklingen forårsaget af knusning af den negative elektrode kan ikke repareres ligesom den dårlige kemiske kontakt, og den har en fatal indflydelse på batteriets kapacitet og cyklus.

(2) Lithiumudvikling forårsaget af mindre elektrolyt

Når batteriet injiceres med en lille mængde væske, eller ældningstiden efter injektionen er kort, vil elektrolytten ikke være i stand til helt at infiltrere den negative elektrode, og den position, hvor infiltrationen ikke er helt infiltreret, vil danne en lille sort plet med intet lithium indlejret som vist i figuren ovenfor. Der kan være en let lithiumudvikling omkring den sorte plet.

(3) Lithiumudvikling med uoverensstemmende elektrolyt

Princippet om lithiumudvikling forårsaget af denne grund forstås ikke fuldt ud af Wenwu. Man gætter på, at elektrolytten og den negative elektrode ikke matches, hvilket får SEI-filmen til at være for tyk eller ujævn og derefter forhindrer indsættelsen af ​​lithiumioner; eller elektrolytten kan ikke infiltrere fuldt ud i den negative elektrode og forårsage vanskeligheder med lithiumionindsættelse.

(4) Lithiumudvikling forårsaget af direkte adskillelse uden dannelse

Hvis battericellen oplades direkte med et separat volumen uden at danne en lille strøm, kan SEI-filmen ikke dannes effektivt, hvilket vil påvirke indsættelsen af ​​lithiumioner i den negative elektrode og forårsage lithiumudvikling under opladningsprocessen. Det tilsvarende litiumanalysebillede er som et sted som vist i figuren ovenfor.

(5) Vandindholdet overstiger standarden til analyse af lithium

En lille mængde vand bidrager til dannelsen af ​​SEI-filmen, men når vandindholdet overstiger standarden, vil det reagere med lithiumsaltet i elektrolytten og ødelægge SEI-filmsammensætningen og derved påvirke indsættelsen af ​​lithiumioner i den negative elektrode og danner uregelmæssigheder i ovenstående billede Brunt område, undertiden vil det brune område også forekomme lithiumudvikling.